[모던 자바스크립트 Deep Dive] 25장 클래스

수정·2022년 10월 17일

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#1 클래스는 프로토타입의 문법적 설탕인가?

ES6에서 도입된 클래스는 기존 프로토타입 기반 객체지향 프로그래밍보다 자바나 C#과 같은 클래스 기반 객체지향 프로그래밍에 익숙한 프로그래머가 더욱 빠르게 학습할 수 있도록 클래스 기반 객체지향 프로그래밍 언어와 매우 흡사한 새로운 객체 생성 메커니즘을 제시한다.

클래스는 함수이며 기존 프로토타입 기반 패턴을 클래스 기반 패턴처럼 사용할 수 있도록 하는 문법적 설탕이라고 볼 수도 있다.

클래스는 생성자 함수와 매우 유사하게 동작하지만 몇 가지 차이가 있다.

클래스를 new 연산자 없이 호출하면 에러가 난다.

클랙스는 상속을 지원하는 extends와 super 키워드를 제공한다.

클래스는 호이스팅을 발생하지 않는 것처럼 동작한다.

클래스 내의 모든 코드에는 암묵적으로 strict mode가 지정되어 시행되며 strict mode를 해제할 수 없다.

클래스의 constructor 프로토타입 메서드, 정적 메서드는 모든 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 false다. 다시 말해, 열거되지 않는다.

따라서 클래스를 프로토타입 기반 객체 생성 패턴의 단순한 문법적 설탕이라고 보기보다는 새로운 객체 생성 메커니즘으로 보는 것이 좀 더 합당하다.

#2 클래스 정의

클래스는 class 키워드를 사용하여 정의한다. 클래스 이름은 생성자 함수와 마찬가지로 파스칼 케이스를 사용하는 것이 일반적이다.

클래스 몸체에는 0개 이상의 메서드만 정의할 수 있다. 클래스 몸체에서 정의할 수 있는 메서드는 constructor(생성자), 프로토타입 메서드, 정적 메서드의 세가지가 있다.

// 클래스 선언문
class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name; // name 프로퍼티는 public하다.
  }

  // 프로토타입 메서드
  sayHi() {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  }

  // 정적 메서드
  static sayHello() {
    console.log('Hello!');
  }
}

// 인스턴스 생성
const me = new Person('Lee');

// 인스턴스의 프로퍼티 참조
console.log(me.name); // Lee
// 프로토타입 메서드 호출
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee
// 정적 메서드 호출
Person.sayHello(); // Hello!

#3 클래스 호이스팅

클래스는 함수로 평가된다. 단, 클래스는 클래스 정의 이전에 참조할 수 없다.

const Person = '';

{
  // 호이스팅이 발생하지 않는다면 ''이 출력되어야 한다.
  console.log(Person);
  // ReferenceError: Cannot access 'Person' before initialization

  // 클래스 선언문
  class Person {}
}

클래스 선언문도 변수 선언, 함수 정의와 마찬가지로 호이스팅이 발생한다.
단, 클래스는 let, const 키워드로 선언한 변수처럼 호이스팅된다.
따라서 클래스 선언문 이전에 일시적 사각지대에 빠지기 때문에 호스스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다.

#4 인스턴스 생성

클래스는 생성자 함수이며 new 연산자와 함께 호출되어 인스턴스를 생성한다.

함수는 new 연산자의 사용 여부에 따라 일반 함수로 호출되거나 인스턴스 생성을 위한 생성자 함수로 호출되지만 클래스는 인스턴스를 생성하는 것이 유일한 존재 이유이므로 반드시 new 연산자와 함께 호출해야 한다.

기명 함수 표현식과 마찬가지로 클래스 표현식에서 사용한 클래스 이름은 외부 코드에서 접근 불가능하기 때문이다.

#5 메서드

constructor

constructor는 인스턴스를 생성하고 초기화하기 위한 특수한 메서드다.
constructor는 이름을 변경할 수 없다.
클래스 내에 최대 한 개만 존재할 수 있다.
constructor를 생략하면 클래스에 빈 constructor가 암묵적으로 정의된다.

class Person {
  constructor(name, address) {
    // 인수로 인스턴스 초기화
    this.name = name;
    this.address = address;
  }
}

// 인수로 초기값을 전달한다. 초기값은 constructor에 전달된다.
const me = new Person('Lee', 'Seoul');
console.log(me); // Person {name: "Lee", address: "Seoul"}

이처럼 constructor 내에서는 인스턴스의 생성과 동시에 인스턴스 프로퍼티 추가를 통해 인스턴스의 초기화를 실행한다. 따라서 인스턴스를 초기화하려면 constructor를 생략해서는 안 된다.

프로토타입 메서드

클래스 몸체에서 정의한 메서드는 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식과는 다르게 클래스의 prototype 프로퍼티에 메서드를 추가하지 않아도 기본적으로 프로토타입 메서드가 된다.

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}

// 프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHi = function () {
  console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
};

const me = new Person('Lee');
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee

정적 메서드

클래스에서는 메서드에 static 키워드를 붙이면 정적 메서드(클래스 메서드)가 된다.

class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }

  // 정적 메서드
  static sayHi() {
    console.log('Hi!');
  }
}

정적 메서드는 프로토타입 메서드처럼 인스턴스로 호출하지 않고 클래스로 호출한다.

// 정적 메서드는 클래스로 호출한다.
// 정적 메서드는 인스턴스 없이도 호출할 수 있다.
Person.sayHi(); // Hi!

정적 메서드는 인스턴스로 호출할 수 없다. 인스턴스의 프로토타입 체인 상에는 클래스가 존재하지 않기 때문에 인스턴스로 클래스의 메서드를 상속받을 수 없다.

정적 메서드와 프로토타입 메서드의 차이

정적 메서드와 프로토타입 메서드는 자신이 속해 있는 프로토타입 체인이 다르다.

정적 메서드는 클래스로 호출하고 프로토타입 메서드는 인스턴스로 호출한다.

정적 메서드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 없지만 프로토타입 메서드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 있다.

class Square {
  // 정적 메서드
  static area(width, height) {
    return width * height;
  }
}

console.log(Square.area(10, 10)); // 100


class Square {
  constructor(width, height) {
    this.width = width;
    this.height = height;
  }

  // 프로토타입 메서드
  area() {
    return this.width * this.height;
  }
}

const square = new Square(10, 10);
console.log(square.area()); // 100

클래스에서 정의한 메서드의 특징

function 키워드를 생략한 메서드 축약 표현을 사용한다.

객체 리터럴과는 다르게 클래스에 메서드를 정의할 때는 콤마가 필요 없다.

암묵적으로 strict mode로 실행된다.

for .. in 문이나 Object.keys 메서드 등으로 열거할 수 없다. 즉, 프로퍼티의 열거 기능 여부를 나타내며, 불리언 값을 갖는 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 false다.

내부 메서드 [[Construct]]를 갖지 않는 non-constructor다. 따라서 new 연산자와 함께 호출할 수 없다.

#6 클래스의 인스턴스 생성 과정

인스턴스 생성과 this 바인딩

인스턴스 초기화

인스턴스 반환

#7 프로퍼티

인스턴스 프로퍼티

인스턴스 프로퍼티는 constructor 내부에서 정의해야 한다.

class Person {
  constructor(name) {
    // 인스턴스 프로퍼티
    this.name = name; // name 프로퍼티는 public하다.
  }
}

const me = new Person('Lee');

// name은 public하다.
console.log(me.name); // Lee

인스턴스 프로퍼티트 언제나 public하다.

접근자 프로퍼티

접근자 프로퍼티는 자체적으로 값([[Value] 내부 슬롯)을 갖지 않고 다른 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용하는 접근자 함수로 구성된 프로퍼티다.

class Person {
  constructor(firstName, lastName) {
    this.firstName = firstName;
    this.lastName = lastName;
  }

  // fullName은 접근자 함수로 구성된 접근자 프로퍼티다.
  // getter 함수
  get fullName() {
    return `${this.firstName} ${this.lastName}`;
  }

  // setter 함수
  set fullName(name) {
    [this.firstName, this.lastName] = name.split(' ');
  }
}

const me = new Person('Ungmo', 'Lee');

// 데이터 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 참조.
console.log(`${me.firstName} ${me.lastName}`); // Ungmo Lee

// 접근자 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 저장
// 접근자 프로퍼티 fullName에 값을 저장하면 setter 함수가 호출된다.
me.fullName = 'Heegun Lee';
console.log(me); // {firstName: "Heegun", lastName: "Lee"}

// 접근자 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 참조
// 접근자 프로퍼티 fullName에 접근하면 getter 함수가 호출된다.
console.log(me.fullName); // Heegun Lee

// fullName은 접근자 프로퍼티다.
// 접근자 프로퍼티는 get, set, enumerable, configurable 프로퍼티 어트리뷰트를 갖는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(Person.prototype, 'fullName'));
// {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: false, configurable: true}

클래스 필드 정의 제안

클래스 필드(필드 또는 멤버)는 클래스 기반 객체지향 언어에서 클래스가 생성할 인스턴스의 프로퍼티를 가리키는 용어다.

자바스크립트의 클래스에서 인스턴스 프로퍼티를 선언하고 초기화하려면 반드시 constructor 내부에서 this에 프로퍼티를 추가해야한다. 또한 인스턴스 프로퍼티를 참조할 때도 반드시 this를 사용하여 참조해야 한다.

class Person {
  // 클래스 필드 정의
  name = 'Lee';
}

const me = new Person('Lee');

하지만 자바스크립트에서도 인스턴스 프로퍼티를 마치 클래스 기반 객체지향 언어의 클래스 필드처럼 정의할 수 있는 새로운 표준 사양인 "Class field declarations"가 제안되어 있다.

클래스 필드 정의 제안은 아직 ECMAScipt의 정식 표준 사양으로 승급되지 않았지만 최신 브라우저(Chrome 72 이상)와 최신 Node.js(버전12이상)는 표준 사양으로 승급이 확실시되는 이 제안을 선제적으로 미리 구현해 놓았다.

private 필드 정의 제안

2021년 1월, TC39 프로세스의 stage 3(candidate)에는 private 필드를 정의할 수 있는 새로운 표준 사양이 제안되어 있다.

private 필드의 선두에는 #을 붙여준다. private 필드를 참조할 때도 #을 붙어주어야 한다.

class Person {
  // private 필드 정의
  #name = '';

  constructor(name) {
    // private 필드 참조
    this.#name = name;
  }
}

const me = new Person('Lee');

// private 필드 #name은 클래스 외부에서 참조할 수 없다.
console.log(me.#name);
// SyntaxError: Private field '#name' must be declared in an enclosing class

pubilc 필드는 어디서든 참조할 수 있지만 private 필드는 클래스 내부세어만 참조할 수 있다.

static 필드 정의 제안

static public 필드, static private 필드, static private 메서드를 정의할 수 있는 새로운 표준 사양인 "Static class features"가 2021년 1월, TC39 프로세스 stage 3(candidate)에 제안되어 있다. 이 제안 중에서 static public/private 필드는 현재 최신 브라우저(Chrome 72 이상)와 최신 Node.js(버전 12 이상)에 이미 구현되어 있다.

class MyMath {
  // static public 필드 정의
  static PI = 22 / 7;

  // static private 필드 정의
  static #num = 10;

  // static 메서드
  static increment() {
    return ++MyMath.#num;
  }
}

console.log(MyMath.PI); // 3.142857142857143
console.log(MyMath.increment()); // 11

#8 상속에 의한 클래스 확장

클래스 상속과 생성자 함수 상속

프로토타입 기반 상속은 프로토타입 체인을 통해 다른 객체의 자산을 상속받는 개념이지만 상속에 의한 클래스 확장은 기존 클래스를 상속받아 새로운 클래스를 확장하여 정의하는 것이다.

class Animal {
  constructor(age, weight) {
    this.age = age;
    this.weight = weight;
  }

  eat() { return 'eat'; }

  move() { return 'move'; }
}

// 상속을 통해 Animal 클래스를 확장한 Bird 클래스
class Bird extends Animal {
  fly() { return 'fly'; }
}

const bird = new Bird(1, 5);

console.log(bird); // Bird {age: 1, weight: 5}
console.log(bird instanceof Bird); // true
console.log(bird instanceof Animal); // true

console.log(bird.eat());  // eat
console.log(bird.move()); // move
console.log(bird.fly());  // fly

클래스는 상속을 통해 다른 클래스를 확잘할 수 있는 문법인 extends 키워드가 기본적으로 제공된다. extends 키워드를 사용한 클래스 확장은 간편하고 직관적이다.

extends

상속을 통해 클래스를 확장하려면 extends 키워드를 사용하여 상속받을 클래스를 정의한다.

// 수퍼(베이스/부모)클래스
class Base {}

// 서브(파생/자식)클래스
class Derived extends Base {}

상속을 통해 확장된 클래스를 서브클래스라 부르고, 서브클래스에게 상속된 클래스를 수퍼클래스라 부른다.

수퍼클래스와 서브클래스는 인스턴스의 프로토타입 체인뿐 아니라 클래스 간의 프로토타입 체인도 생성한다. 이를 통해 프로토타입 메서드, 정적 메서드 모두 상속이 가능하다.

동적 상속

extends 키워드는 클래스뿐만 아니라 생성자 함수를 상속받아 클래스를 확장할 수도 있다. 단 extends 키워드 앞에는 반드시 클래스가 와야 한다.

// 생성자 함수
function Base(a) {
  this.a = a;
}

// 생성자 함수를 상속받는 서브클래스
class Derived extends Base {}

const derived = new Derived(1);
console.log(derived); // Derived {a: 1}

서브클래스의 constructor

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor() {}
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
  constructor() { super(); }
}

const derived = new Derived();
console.log(derived); // Derived {}

super 키워드

super 키워드는 함수처럼 호출할 수도 있고 this와 같이 식별자처럼 참조할 수 있는 특수한 키워드다.

super를 호출하면 수퍼클래스의 constructor(super-constructor)를 호출한다.

super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    this.width = width;
    this.height = height;
  }

  getArea() {
    return this.width * this.height;
  }

  toString() {
    return `width = ${this.width}, height = ${this.height}`;
  }
}

// 서브클래스
class ColorRectangle extends Rectangle {
  constructor(width, height, color) {
    super(width, height);
    this.color = color;
  }

  // 메서드 오버라이딩
  toString() {
    return super.toString() + `, color = ${this.color}`;
  }
}

const colorRectangle = new ColorRectangle(2, 4, 'red');
console.log(colorRectangle); // ColorRectangle {width: 2, height: 4, color: "red"}

// 상속을 통해 getArea 메서드를 호출
console.log(colorRectangle.getArea()); // 8
// 오버라이딩된 toString 메서드를 호출
console.log(colorRectangle.toString()); // width = 2, height = 4, color = red

서브클래스 super 호출

수퍼클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩

수퍼클래스의 인스턴스 초기화

서브클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩

서크클래스의 인스턴스 초기화

인스턴스 반환

표준 빌트인 생성자 함수 확장

String, Number, Array 같은 표준 빌트인 객체도 [[Construct]] 내부 메서드를 갖는 생성자 함수이므로 extends 키워드를 사용하여 확장할 수 있다.

// Array 생성자 함수를 상속받아 확장한 MyArray
class MyArray extends Array {
  // 중복된 배열 요소를 제거하고 반환한다: [1, 1, 2, 3] => [1, 2, 3]
  uniq() {
    return this.filter((v, i, self) => self.indexOf(v) === i);
  }

  // 모든 배열 요소의 평균을 구한다: [1, 2, 3] => 2
  average() {
    return this.reduce((pre, cur) => pre + cur, 0) / this.length;
  }
}

const myArray = new MyArray(1, 1, 2, 3);
console.log(myArray); // MyArray(4) [1, 1, 2, 3]

// MyArray.prototype.uniq 호출
console.log(myArray.uniq()); // MyArray(3) [1, 2, 3]
// MyArray.prototype.average 호출
console.log(myArray.average()); // 1.75

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